中学物理与素质教育——兼谈物理教材为加强素(2)

　　二、物理课程应该加宽知识面

　　物到今天，已经深入到各种产业和日常生活的各个方面。可以说，在生活中到处都能碰到物理问题。在这种形势下，过窄的物理学知识面不利于学生适应未来的社会生活，也不利于实现物理课程的其他功能。

　　许多与日常生活息息相关的物理知识，在中学物理课本中却难以找到，即使有，也往往作为选讲处理，多数老师不讲。相对湿度是一个常用的物理概念，夏天，人们对于温度的感觉在很大程度上受相对湿度的影响，在技术上，许多仪器设备对相对湿度都有一定的要求，但它在现行课本中只是一个选讲内容。现在，天气预报常讲降水概率，但是，作为应该具有较高素质的公民，有几个高中能够比较准确地说出概率的含义呢？现实生活中，有的人看问题片面，以偏盖全，究其认识论上的原因，也和缺少概率与统计的观念有关。其实，作为物理学的重要概念（当然也是数学中的重要概念），在热学和原子物理学中，关于概率与统计的问题本应多作一些文章的。

　　其他一些物理知识，如角动量守恒、多普勒效应、绝热过程，以及流体动力学的初步知识等，较高素质的公民是应该有所了解的，但是由于种种原因都不能包括在《普通高级中学物理教学大纲（供实验用）》中。

　　基于以上讨论，正在两省一市试用的新编高中物理课本（必修）在教学内容的选择上做了一定的努力。在尽力限定那些与实际生活距离较远的内容的同时，在可能的情况下以不同形式增加或加强了例如多普勒效应、电话磁卡、电话IC卡、高空气温为什么低、怎样测定古物的年代等与生活常识关系密切的内容。

　　课本的编写必须遵照教学大纲。由于在降低“主干知识”的要求方面无法加大力度，所以增加的内容也十分有限。

　　目前我国中学生的课业负担过重，物理课尤其被认为“深、难、重”，在这种情况下能否进一步扩大物理课程的知识面呢？解决这个问题的前提就在于能否在正确的物理教育观的指导下较大幅度地降低“重点知识”的要求，不再在这些知识点上“深挖洞”。只有这样才能解决物理课程“深、难、重”的问题，也才能扩大学生的知识面，使物理课程更好地为提高学生的素质服务。

　　三、必须加强科学方法、科学觉悟和科学精神的教育

　　如上所述，公民的科学素质首先表现为具有较多的科学知识，此外，还表现为掌握一定的科学方法、具有较高的科学觉悟和较强的科学精神。

　　1. 科学方法

　　物理学理论的建立遵循着这样的途径：观察实验（广义的） 假设 设计实验验证假设 理论 通过广泛的实践验证理论……在其他领域，大至科学理论的建立，小至自行车、台灯故障的排除，基本途径都是相似的，有意识地沿着这样的途径去思考问题，寻求解决的方法，是一种重要的能力。 　　我国的物理课程一直对学生进行“物理学是从实践中来，到实践中去”这样的教育，这次新编高中试验教材在坚持这个优良传统的同时又作了以下努力。

　　首先、注意不给学生造成这样的错误印象，好像通过课堂上的一两个实验，收集三五组数据就可以得出一个物理。要让学生认识到，课堂上用于归纳物理规律的实验不过是科学方法的一种演示。这一点，在新教材中多次做了特别的说明。

　　第二、重视“猜测”在科学发展中的作用。我们一直重视从事实归纳科学规律，而后用演绎的方法利用这些规律去解决问题。这样作是正确的，但有两点常被忽略。其一，单纯的演绎不能得到新的认识；其二，单纯的归纳得出的规律只适用于与原型相同的场合，不能成为普遍规律。这两点都告诉我们：创造性思维需要猜想。在新编高中试用教材中，编者多次正面提到“猜一猜”、“可能”这样的词语，这在过去是十分忌讳的。

　　最后，在新编高中试用教材以及九年义务教育初中物理教材中，多次应用并正面介绍了某些普遍适用的科学方法，例如控制变量法、用比值定义物理量的方法。新教材中还渗透了使用仪器设备时把它们视为“黑箱”的思想方法。在使用多用电表和使用示波器的教学中，教材有意识地把它们作为“黑箱”处理，即不引导学生考虑它的内部结构和原理，只让学生注意它们的两个界面与被测电路的界面和与使用者的界面。新设备、新电器层出不穷，任何人都不可能全面掌握它们的结构和原理，能够有意识地用“黑箱”的思想方法处理问题是一种十分有用的能力。

　　能否掌握一定的科学方法是人的素质高低的重要表现之一，近年来，方法教育已经得到很多物理教育工作者的重视。但是，方法教育只能以知识教学为载体，以潜移默化的方式进行，不能把科学方法异化为新的知识点。这个问题在《普通高中物理教学大纲（供试验用）》中已经明确指出。高中物理试用教材以旁批的形式在适当时机指明某些常用的科学方法，起到了画龙点睛的作用。

　　在一门课程中学到的科学知识是有限的，对于不以物理学为自己专业的学生，某些知识的细节可能以后再也不会用到，但是通过这些知识的学习所掌握的科学方法却可以迁移到社会生活的方方面面，甚至科学以外的其他领域，使人终生受益。因此，在物理课程中不断探索方法教育的内容和方式，是素质教育的一个重要课题。

　　2. 科学觉悟

　　科学觉悟，在本文中指的是对于科学技术在人类和现实生活中的作用的认识，包括积极的和消极的作用；也指对于科技成果的亲近感。

　　关于科学技术的作用，已经有很多文章进行了充分的讨论。教材的编者作了一些努力来落实这方面的教育。过去的教材中关于科技成果的应用一般到技术层次为止，九年义务教育初中物理教材和新的高中试验教材则在可能的场合把它延伸到科学和技术对于推动社会发展所起的作用（包括资源和环境问题）。在高中试验教材的阅读材料中安排了一定数量的物理学史的内容，目的之一也是进行这方面的教育。这两套教材都用了一定篇幅讨论资源和环境问题，也是出于这种考虑。

　　对于科技成果的亲近感是一种重要的科学素质。这样的亲近感属于非智力心理素质，它并不要求人们对新科技成果有深刻的理解，但是从内心里愿意接近它、愿意了解它，在可能的条件下应用它。日常生活中我们可以看到有些人对于新出现的微波炉、IC卡电话，以及过去的压力锅、煤气点火器等事物非常关心，有条件时总想试一试，这种作法未必出于具体的功利目的，似乎只是好奇，这就是本文所说的亲近感。相反，有的人，特别是那些本职工作与科学技术距离较远的人，常常对于新科技成果呈茫然、恐惧以至排斥的心态。

　　许多受过高等教育的人缺少对于科学技术的亲近感，中学里的物理教育是有责任的。究其原因，一是许多学生学不会，二是教学内容远离学生的生活。这样学生自然会疏远物理学，进而疏远一般的科学技术。在课程、大纲、教材和课堂教学这几个环节上，不分学生的学习水平和能力倾向，一律片面强调本学科的主干知识，许多与生活密切相关而又有趣的内容，由于在物理学科体系中处于枝节的位置而不能在中学教材中入选。一门课程如果以这样的面孔出现，怎么能够使人亲近呢？

　　3. 科学精神

　　我们的曾是一个文明古国，但从几百年前开始，逐渐落后于西方。对于这个现象，可以在、、文化、社会等多方面进行探讨，从不同侧面寻找原因。从文化传统上看，儒家思想在我们国家统治了几千年，在很多场合道德思维代替了科学思维。在民族心理的深处，重人情、重道德，轻逻辑、轻规则。与西方文化相比，不能不说科学精神有些欠缺。

　　不唯上、不唯书，不受传统观念的左右，把实践作为检验真理的唯一标准，就是一种重要的科学精神。真正作到这一点并不容易，有时候要经受痛苦的观念转变。供试验用的新高中教学大纲在建国以来第一次把量子论和相对论列入教学内容，目的之一也是进行这样的教育。

　　质疑的习惯和独立思考的习惯也是重要的科学精神。新编高中物理试验课本和九年义务教育初中物理课本都十分注意从习以为常的现象或“理所当然”的想法中引导学生找出矛盾，展开课题。课本写得思路清晰、节奏轻快，本身就会给学生以潜移默化的影响。如果有的实验在课堂上做不了，有的理论推导对中学生说来预备知识不够，或者有的推导或运算是留给学生自己完成的，那么这些地方都有明确的交代，不丢失任何一个思维环节，也就是说，绝对不给学生养成死记硬背、人云亦云的坏习惯。

　　相信科学技术的力量，是又一种科学精神。关于技术，除了一般理解的产业技术外，还有管理技术，包括使用符号的技术。在社会里，管理庞大的、管理复杂的社会，需要技术，它是产业技术的延伸。企业和社会的法制化管理，则是科学学科的公理化体系的延伸。科学教育不仅在传授科学知识，它还在塑造人，塑造人的价值观、行为准则和思维习惯。目前一些学校中，对于不准备升入理工科大学的学生，物理课教学不认真，除了应试教育在作怪外，就是对于这门课程在培育学生的科学方法、科学觉悟和科学精神方面的作用认识不够。

　　四、物理课程和美育

　　审美素质是人的素质的一个重要方面。美育不仅是类课程的任务，科学课程同样负有美育的责任。物理学作为一门成熟的科学，它把科学的和谐美、简单美、对称美和新奇美全面地展现在我们面前。在供试验用的新高中物理课本中，编者在适当的地方已经用旁批的形式作了指点，目前还只是一种尝试。新教材强调了电学规律与磁规律的对称与不完全对称，同时以注解的形式指出磁单极子存在的可能性，意为向学生展示对称美与对称破缺的美。新教材加强了守恒关系的教学，这也是对称美的一种表现。目前，在科学课程中进行美育的研究还有待进一步深入。

　　综合以上讨论可以看到，使物理教育（进而科学教育）真正转到素质教育的轨道上来，是一个复杂的系统工程，它涉及课程计划和教学大纲的制定、教材的编写，以及广大教师的教学实践。这里既有教育观念的问题，也有制度、学校条件和师资水平等具体问题，还要考虑到巨大的教学惯性。这个转变必须得到社会各方面的认可才能实现。因此，向素质教育的转变是一个长期艰巨的任务，我们科学教育工作者任重而道远。